COMO É O LIMITE CELULAR? COMO AS CÉLULAS REALIZAM AS TROCAS
COM O MEIO?
Duração: 2 aulas de 50 minutos
Subprojeto
Conteúdo:
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Introdução à membrana: delimitação celular
Estrutura da membrana plasmática
o Fosfolipídeos
o Proteínas
o Glicídeos
o Bicamada lipídica
Função da membrana
o Transporte ativo
o Transporte passivo
o Osmose
Morfologia da membrana plasmática (projeção
de microscopia eletrônica)
Biologia-1
Aula constituinte da unidade
didática “Estrutura e função
celular” aplicada à 4 turmas
ensino médio
Programa Institucional de Bolsas de
Iniciação à Docência,
CAPES/PIBID/UFPR
Objetivos
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Ao término da aula, o aluno deverá ser capaz
de:
Compreender a estrutura e função da
membrana plasmática
Identificar os tipos de transporte.
Associar a importância das membranas para a
saúde do corpo.
Estratégias gerais
A aula será realizada através de problematizações, utilizando o quadro de giz,
slides com imagens para exemplificar a composição da membrana plasmática e os
processos de transportes de substâncias entre a membrana. Será igualmente utilizado
vídeos e a navegação em um material didático interativo em FLASH. Após, será
realizada uma prática, utilizando Elodea sp., para o esclarecimento de um dos
fenômenos celulares que envolvem transporte, a osmose.
Desenvolvimento:
Momento 1 – A membrana delimita as células
Objetivo - Ao final da problematização o estudante deverá ser capaz de compreender que a
membrana plasmática compartimentaliza todo o conteúdo celular e que sem ela a célula deixa
de existir como uma unidade.
Conteúdo - A membrana é uma película que delimita a célula
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Este momento será desenvolvido com o uso de um vídeo mostrando o
rebentamento dos neutrófilos em água e o extravasamento das organelas. Faz-se aqui
o gancho para o neutrófilo que já foi trabalhado na
aula introdutória.
Acesse o vídeo em
https://www.youtube.com/watch?v=Yf_vo4RQThs
.
ou clique que play
Atribuição: By M. Grundner, U. Klančnik & J. Derganc. Institute of Biophysics, University
of Ljubljana, Slovenia. Licença padrão Youtube
O professor pode então fazer perguntas que levem o estudante a construir o
conceito de que a membrana delimita a célula como:
• O que é extravasado da célula quando acontece o rebentamento da
membrana?
• O conteúdo intracelular extravasado ainda existe, agora espalhado no
meio. Nesta organização pode ser considerada célula?
• É possível a existência de célula sem membrana? Por que?
• Você já se perguntou pra que servem as membranas das suas células?
Ainda poderão ser visualizados vídeos que mostram o citoplasma repleto de
organelas que são “contidas” pela membrana, apesar de intenso movimentos
celulares, como os listados abaixo.
Vídeos mostrando protozoários através de técnicas microscópicas de
evidenciam as estruturas intracelulares com efeitos visuais muito atrativos
Vídeo 1 –Paramécio
https://www.youtube.com/watch?v=w1VvpHcKms&list=UUSmHY6talDGGilztQg-fhCA
Video 2 -Vário protozoários
https://www.youtube.com/watch?v=TTbS7_vZLNg&index=26&list=UUSmHY6tal
DGGilztQg-fhCA
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Vídeos mostrando célula animais em movimento
Vídeo 3 – Macrófago
https://www.youtube.com/watch?v=8ReipzKXWjE
Vídeo 4 – Fibroblastos
https://www.microscopyu.com/moviegallery/livecellimaging/bpae/index.html
Com base nestes vídeos, enfatizando que as células ao se movimentarem
estão sujeitos a estresses mecânicos advindo das forças do citoesqueleto e se
modelam de acordo com estes movimentos, e mesmo assim as células não rebentam,
o professor pode questionar das propriedades físico-químicas da membrana que
permitem essa plasticidade e lhe dão estabilidade.
•Quais são os compostos químicos que estruturam a membrana?
•Como interagem entre si de maneira a produzir uma película ao mesmo tempo
estável, fluida e que permite os movimentos celulares?
As respostas dos alunos devem ser consideradas pelo professor, para a
introdução do tema, valorizando o conhecimento que o aluno já possui, e ainda
buscando indagar se esse conhecimento é suficiente para compreender o tema. Estas
perguntas buscam também fazer um gancho com o conteúdo apresentado na aula
anterior.
Momento 2 – O mosaico fluído
Objetivos - Ao final deste momento o estudante deverá compreender a estrutura química
básica da membrana e explicar por que acontece a formação da bicamada com base nnas
propriedades anfipáticas dos lipídeos de memebrana.
Conteúdos - Lipídeos (fosfolipídeos, glicolipídeos e colesterol) e proteínas de membrana
(periféricas e transmembranares)
Este momento se iniciará com a visualização de um vídeo que mostra a formação da
bicamada de uma forma muito didática. Esta visualização é muito útil para a compreensão em
3D do que é bicamada.
https://www.youtube.com/watch?v=KNZpAwjCaxQ
Com base neste vídeo o professor pode levar o estudante a construir o conceito da
bicamada. Segue-se então com os conceitos relativos aos lipídeos e proteínas presentes na
membrana, com o uso das imagens a seguir:
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Figura 1 – Fosfolipídeos. Modificada de Ladyiof Hats/Marina Ruiz.
Figuras 2 – Tipos de lipídeos na membrana e proteína transmembranar. Modificada de Ladyiof
Hats/Marina Ruiz.
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Figura 3 – Estrutura da membrana e glicocálix
Na seqüência será abordada a fluidez da membrana. Para tanto pode-se usar
as seguintes estratégias:
1.
Solicita-se a alguns estudantes que venham ate a frente e se movimente
lateralmente, dobrando os joelhos e fazendo movimentos de rotação .
2. Visualização e discussão do vídeo
https://www.youtube.com/watch?v=xO__Z9k0Q9Qdeo
Momento 3 – Transporte através de membrana
Objetivos - Ao final deste momento o estudante deverá: compreender que acontece a difusão
passiva através de proteínas; comparar transporte passivo e ativo; comparar proteínas
carreadoras e canais
Conteúdos - Transporte passivo e ativo. Difusão simples e facilitada. Proteínas
transportadoras e canais.
Este momento será iniciado com uma atividade prática como segue
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:
PRÁTICA DE PLASMÓLISE COM Elodeasp.
Materiais:
• Um ramo de Elodea
• Lâmina de vidro
• Lamínula de vidro
• Pinça metálica de pinça fina
• Papel absorvente ou papel toalha
• Frasco com água destilada ou de torneira
• Solução de NaCl (5g de sal dissolvidos em 100ml de água)
• Pipetas Pasteur
Procedimento:
1- Com a pipeta, coloque uma gota de água destilada sobre a lâmina.
2- Coloque uma folha de Elodea sobre a gota de água.
3- Cubra a folha com a lamínula.
4- Observar ao microscópio as bordas das folhas, onde há menor camada de
células.
5- Identificar as células, cloroplastos e o seu movimento.
6- Encha uma pipeta com a solução de NaCl.
7- Encoste a pipeta na borda da lamínula deixando cair algumas gotas.
8- Com o papel toalha posicionado no lado oposto da lamínula, absorva o
excesso de água.
9- Observe agora que os cloroplastos se concentraram na região mais central
da célula, pois ocorreu a plasmólise da célula.
Responder a questão: Por que a célula murchou com a adição do NaCl?
Vídeo de referência
https://www.youtube.com/watch?v=5yzUyMZia50
Através desta experiência o estudante pode construir o conceito de osmose e
transporte de água através de bicamada lipídica.
Para complementar o conceito de osmose será visualizado um vídeo mostra a
osmose em células do sangue:
A osmose em células sanguíneas
https://www.youtube.com/watch?v=OYoaLzobQmk
Com base neste vídeo a osmose será também trabalhada com o auxílio da
figura abaixo:
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Figura desenvolvida com base no vídeo publicado em
https://www.youtube.com/watch?v=OYoaLzobQmk. Atribuição: By M. Grundner, U. Klančnik & J. Derganc.
Institute of Biophysics, University of Ljubljana, Slovenia. Licença padrão Youtube
Na seqüência os estudantes serão questionados com perguntas como:
 O exemplo acima se refere a células que são retiradas do organismo e
são colocadas em meio artificial em condições adversas extremas. Mas,
no seu ambiente natural, como acontece o transporte através da
membrana?
 Qualquer molécula pode entrar? Qualquer molécula pode sair?
 Como são reguladas as concentrações intracelulares?
A partir destas questões espera-se criar um debate para a discussão dos demais conteúdos,
que serão trabalhados através da navegação no artefato virtual interativo no laboratório de
informática da escola ou computadores do PROUCA. Recomenda-se que a navegação seja
individual, mas, alternativamente, poderá sê-lo através de PowerPoint ou outros recursos.
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Transporte através de membrana – Animações interativas
http://www.nuepe.ufpr.br/blog/?page_id=560
Este artefato foi desenvolvido Pelo Núcleo de Ensino Pesquisa e Extensão,
BioCel/UFPR com a participação da estudante de Iniciação Científica Aline Dartora.
Segue-se uma breve descrição do artefato.
Na tela inicial o estudante escolhe o tipo de transporte que quer conhecer:
Quando o estudante e segue para animações dos diferentes tipos de transporte conforme
representado pelas figuras a seguir.
Difusão simples
Esta animação mostra difusão simples na qual as moléculas passam do meio mais
concentrado para o menos concentrado, sem o auxílio de proteínas.
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Proteína carreadora
Nesta animação observa-se o transporte através da proteína carreadora. Através desta
animação é possível construir os conceitos de seletividade e do mecanismo de transporte
(mudanças conformacionais das proteínas)
Canais
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Na animação representada pela figura acima se observa o transporte através das
proteínas-canal que, quando ativadas por moléculas reguladoras, permitem a passagem de
moléculas ou íons sem que haja ligação entre elas.
Transporte ativo – NaKATPase
Esta animação são abordados conceitos de transporte ativo com base no mecanismo
da NaK ATPase.
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